Streptococcus gallolyticus sous-espèce gallolyticus (Sgg), autrefois appelé Streptococcus bovis, fait partie de la grande famille des Streptocoques du groupe D, regroupés également sous le nom de complexe Streptococcus bovis/Streptococcus equinus (SBSE). Ce groupe comprend des bactéries très diverses : certaines, comme S. gallolyticus sous-espèce macedonicus (Sgm), sont utilisées comme ferments lactiques ; d’autres, telles que Sgg, sont considérées comme des bactéries pathogènes opportunistes pour l’homme et l’animal. En effet, Sgg est une cause émergente d’endocardite infectieuse, une inflammation de la paroi interne du cœur touchant les individus immunodéprimés ou âgés, dont l’incidence est en constante augmentation dans les pays développés. S. gallolyticus ex bovis a été l’une des premières bactéries intestinales à être associée au cancer du côlon, dès 1951 [1].

Les bactéries du groupe SBSE colonisent le tractus intestinal d’animaux tels que les koalas, les oiseaux, les ruminants, ainsi que celui de l’homme. Ces bactéries jouent un rôle essentiel dans la digestion chez les herbivores, par leur capacité à dégrader les sucres végétaux. Sgg présente en outre la spécificité de dégrader les tanins et leurs métabolites toxiques, tels que le gallate. Cette propriété la rend essentielle dans le tractus intestinal des koalas, grands consommateurs de feuilles d’eucalyptus particulièrement riches en tanins. La capacité de Sgg à coloniser le tractus intestinal humain a d’abord été mise en évidence, dès les années 1950, à la suite de la détection de cas d’endocardites infectieuses d’origine intestinale. Des études ultérieures ont montré que, dans le groupe SBSE, Sgg était la bactérie la plus fréquemment associée à ces cas cliniques. Le séquençage du génome de Sgg a mis en évidence des gènes codant des protéines aux propriétés métaboliques intéressantes, permettant à cette bactérie de s’adapter à l’environnement intestinal humain, notamment par sa capacité à résister à la toxicité des acides biliaires et d’être autonome [2].

Figure 1. Streptococcus gallolyticus : une bactérie commensale associée au cancer du côlon et aux endocardites. Streptococcus gallolyticus (Sgg) est présente dans le mucus intestinal. La présence de polypes, de lésions cancéreuses ou pré-cancéreuses dans le côlon favorise la colonisation intestinale par Sgg au détriment d’autres bactéries commensales comme par exemple les entérocoques. Sgg favorise ensuite la croissance des tumeurs en induisant la prolifération des cellules tumorales. Sgg peut également traverser la barrière intestinale et causer une bactériémie et une endocardite infectieuse.

Figure 1. Streptococcus gallolyticus : une bactérie commensale associée au cancer du côlon et aux endocardites. Streptococcus gallolyticus (Sgg) est présente dans le mucus intestinal. La présence de polypes, de lésions cancéreuses ou pré-cancéreuses dans le côlon favorise la colonisation intestinale par Sgg au détriment d’autres bactéries commensales comme par exemple les entérocoques. Sgg favorise ensuite la croissance des tumeurs en induisant la prolifération des cellules tumorales. Sgg peut également traverser la barrière intestinale et causer une bactériémie et une endocardite infectieuse.

Les patients atteints d’une infection invasive à Sgg (bactériémie et/ou endocardite) ont un risque accru de présenter des lésions cancéreuses ou pré-cancéreuses au niveau du côlon. Ainsi, près de 60 % des individus infectés par la bactérie présentent des lésions cancéreuses, un taux bien supérieur à celui d’une population contrôle non infectée [3]. Aussi, une coloscopie systématique est préconisée chez les personnes présentant une infection invasive à Sgg. Concernant le portage commensal de cette bactérie dans le tractus intestinal chez l’homme, des méthodes de détection fondées sur la culture en milieu sélectif après enrichissement montrent un portage relativement faible, entre 2,5 et 15 % des individus. Des études plus récentes utilisant des techniques moléculaires (amplification d’ADN) indiquent un portage plus important, entre 40 et 60 % [4]. à noter que la probabilité d’être porteur de Sgg est augmentée chez les individus présentant un mode de vie rural au contact des animaux [5].

Le séquençage du génome de Sgg souche UCN34 a mis en évidence trois opérons (pil1, pil2, pil3) codant des polymères protéiques de surface, appelés pili, souvent impliqués dans l’adhérence des bactéries à des supports abiotiques et cellulaires. Le séquençage de pil1, codant deux sous-unités structurales, l’adhésine PilA et la piline majeure PilB, a révélé que Pil1 permettait l’adhérence de la bactérie aux collagènes de type I et IV [6]. Le collagène de type I est le composant structural majeur des valves cardiaques. L’expression de l’opéron pil1 dans la souche non-pathogène de Lactococcus lactis a permis de montrer que Pil1 est nécessaire et suffisant à l’adhérence aux valves cardiaques dans un modèle expérimental d’endocardite chez le rat [6]. Pil1 a été le premier facteur de virulence identifié chez Sgg. L’épithélium colique des patients atteints de cancer colorectal (CCR) présente également un taux de collagène IV augmenté [7]. Ceci suggère que Pil1 pourrait également favoriser la colonisation de l’épithélium intestinal par Sgg chez les patients atteints de CCR.

Pil3 a été le second pilus étudié chez Sgg. Pil3 permet l’adhérence de Sgg au mucus colique [8]. In vitro, l’adhésine de Pil3 est capable de se lier aux mucines purifiées Muc5AC et Muc2, la mucine majoritaire dans le côlon humain et murin. Dans des modèles murins de colonisation intestinale par Sgg, des marquages histologiques ont révélé la présence de la bactérie dans la couche de mucus. L’existence de lésions pré-néoplasiques ou néoplasiques est, de manière intéressante, associée à une expression aberrante de Muc5AC, ainsi qu’à une modification du patron de glycosylation des mucines coliques [9]. Ces données pourraient expliquer la plus grande adhérence de la bactérie au tissu épithélial chez les individus atteints de CCR. Chez ces patients, Sgg est en effet plus fréquemment détectée en association avec le tissu tumoral qu’avec le tissu sain adjacent. Ainsi, en marquant spécifiquement Sgg sur des coupes de tissus coliques humains, une étude récente a montré que Sgg était détectée sur 74 % des tumeurs et seulement présente sur 47 % des tissus sains adjacents [10].

Au sein du groupe de bactéries appartenant au complexe SBSE, Sgg présente des caractéristiques tout à fait uniques, et, notamment, une propension à se multiplier dans le tractus intestinal d’individus atteints de cancer du côlon, la capacité de traverser la barrière épithéliale, de rester relativement invisible vis-à-vis du système immunitaire de l’hôte, et de causer des endocardites infectieuses en formant des biofilms sur les valves cardiaques. Ces propriétés reflètent l’expression de facteurs de colonisation, incluant les pili et une bactériocine spécifique. Chez les personnes à risque, la détection de Sgg par des marqueurs moléculaires pourrait constituer un outil diagnostique intéressant en santé humaine pour le dépistage précoce du cancer colorectal.

Les auteurs déclarent n’avoir aucun lien d’intérêt concernant les données publiées dans cet article.

Nous exprimons notre très profonde gratitude à Philippe Sansonetti pour avoir initié, guidé et soutenu ce projet de recherche au cours de ces 5 dernières années, ses précieux conseils et son soutien scientifique inconditionnel. Nous tenons également à remercier sincèrement Julie Guignot et Asma Tazi pour leur relecture attentive de cette Nouvelle.